[發明專利]一種制備高純半絕緣碳化硅晶體的方法

有效

• 申請號: 200910238110.0
• 申請日: 2009-11-18
• 公開（公告）號: CN101724893A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 陳小龍;劉春俊;王波;彭同華;鮑慧強;王文軍;王皖燕;王剛;李龍遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所;北京天科合達藍光半導體有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

1.一種制備高純半絕緣碳化硅晶體的方法，其特征在于，該方法在沒有摻雜深 能級補償元素的情況下生長高純半絕緣碳化硅晶體，該方法包括：

使用物理氣相傳輸法生長碳化硅晶體，在生長中使碳化硅晶體在非熱力學 平衡狀態下結晶生長，并且使碳化硅晶體的結晶速度達到或接近臨界速度，從而 在碳化硅晶體中生成比熱力學平衡條件下結晶碳化硅晶體更高的原生點缺陷濃 度，其中，碳化硅晶體在非熱力學平衡狀態下結晶生長包括降低碳化硅晶體生長 界面處的結晶溫度至1800-2200℃范圍內、提高碳化硅原料處的溫度至 2300-2600℃范圍內、和降低生長室內壓力至0.01-500Pa范圍內；并且

將生長結束的碳化硅晶體快速冷卻到1000℃-1500℃范圍內，以保留碳化 硅晶體生長過程中形成的原生點缺陷，從而獲得半絕緣碳化硅晶體，其中半絕緣 碳化硅晶體的原生點缺陷濃度高于碳化硅晶體中的非故意摻雜形成的淺施主和 淺受主濃度之差。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述臨界速度的范圍為0.6mm/h- 4mm/h。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述原生點缺陷為空位、空位集團 和/或反位。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述半絕緣碳化硅晶體的晶型包括 3C、4H、6H和/或15R。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述生長結束的碳化硅晶體在5分 鐘-120分鐘時間內快速冷卻到1000℃-1500℃范圍內。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將生長結束的碳化硅晶體快速 冷卻包括采用以下方式：關閉加熱器、充入流動氣體、移除保溫材料、和/或將 晶體由高溫區移至低溫區。